TCP и UDP: когда что используется

TCP и UDP — два основных протокола транспортного уровня (уровень 4 OSI). Они определяют, как данные передаются между приложениями на разных узлах.

TCP — протокол с установлением соединения. Перед отправкой данных соединение устанавливается с помощью трёхстороннего рукопожатия. TCP гарантирует доставку, правильный порядок и проверку ошибок.

Варианты использования: HTTP/HTTPS, SSH, SMTP, FTP — любые приложения, которым нужна надёжность.

Установление TCP-соединения:

1. Клиент отправляет SYN (синхронизация)
2. Сервер отвечает сообщением SYN-ACK (синхронизация и подтверждение)
3. Клиент отправляет ACK (подтверждение)

Теперь соединение установлено. Это рукопожатие является целью атак типа SYN-флуд.

TCP обеспечивает:

• Надёжность — повторно передаёт потерянные пакеты
• Правильный порядок — собирает пакеты в верной последовательности
• Управление потоком — не позволяет перегрузить получателя
• Управление перегрузкой — адаптируется к пропускной способности сети

UDP — протокол без установления соединения. Он отправляет дейтаграммы, предварительно не устанавливая соединение. Доставка не гарантируется, порядок не сохраняется, подтверждения не отправляются.

Варианты использования: DNS, VoIP, потоковая передача видео, онлайн-игры, DHCP — приложения, в которых скорость важнее идеальной доставки.

UDP работает быстро и требует мало ресурсов:

• Нет накладных расходов на установление соединения
• Нет задержек из-за повторной передачи
• Меньшая задержка
• При необходимости приложение само должно обеспечивать надёжность (например, QUIC поверх UDP)

Ключевые различия:

• TCP: надёжный, сохраняет порядок, работает медленнее, с установлением соединения
• UDP: быстрый, ненадёжный, без установления соединения, требует меньше ресурсов

QUIC (HTTP/3) использует UDP и собственный механизм надёжности для повышения производительности современного веба.

Рукопожатие TCP создаёт риски для безопасности:

• SYN-флуд: злоумышленник отправляет тысячи пакетов SYN, не завершая рукопожатия, и исчерпывает ресурсы сервера
• Перехват TCP-сеанса: злоумышленник предсказывает порядковые номера, чтобы внедрить данные в существующий сеанс

Отсутствие состояния соединения в UDP позволяет проводить:

• Распределённые атаки типа «отказ в обслуживании» с усилением через UDP: злоумышленник подменяет IP-адрес жертвы и отправляет небольшие запросы открытым службам UDP, которые пересылают жертве большие ответы
• Усиление через DNS: один небольшой запрос DNS может вызвать гораздо более крупный ответ

Основные порты, которые нужно знать:

• TCP 22 — SSH
• TCP 80 — HTTP
• TCP 443 — HTTPS
• UDP 53 — DNS
• UDP 67/68 — DHCP
• TCP 3306 — MySQL
• TCP 3389 — RDP

Используйте ss или netstat, чтобы просмотреть открытые порты и соединения:

С компьютера отправляется запрос DNS для определения доменного имени. Какой протокол он использует?

TCP обеспечивает надёжную доставку в правильном порядке с помощью трёхстороннего рукопожатия и идеально подходит для HTTP, SSH и SMTP. UDP работает быстро и без установления соединения и подходит для DNS, VoIP и потоковой передачи данных. Каждый протокол имеет свои последствия для безопасности: TCP уязвим для SYN-флуда и перехвата сеанса, а UDP позволяет проводить атаки с усилением.